Sự khác nhau về khả năng chịu hạn và trình tự gen LTP (Lipid Transfer Protein) của một số giống lúa cạn địa phương

Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 119 SỰ KHÁC NHAU VỀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ TRÌNH TỰ GEN LTP (Lipid transfer protein) CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN ĐỊA PHƢƠNG Nguyễn Trà My2, Nguyễn Thị Ngọc Lan2, Nguyễn Vũ Thanh Thanh3, Chu Hoàng Mậu1* 1Đại học Thái Nguyên, 2Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên 3Trường ĐH Khoa học - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Hạn hán có tác động tiêu cực đối với cây lúa, nhất là trong giai đoạn cây mạ. Một trong số các gen liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa là LTP (Lipid transfer protein). Khi gặp hạn LTP có khả năng tổng hợp protein thúc đẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới màng, hỗ trợ việc tạo ra lớp sáp hoặc lớp biểu bì giúp bảo vệ thực vật trƣớc stress hạn. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn thông qua việc xác định chỉ số chịu hạn tƣơng đối và tỷ lệ tăng hàm lƣợng prolin. Khả năng chịu hạn của 9 giống lúa cạn ở giai đoạn cây mạ có thể xếp thành 4 nhóm khác nhau về mức độ chịu hạn: Nhóm chịu hạn tốt nhất có hai giống: NA3 và NA1; tiếp đến là 2 giống NA2 và CB1; xếp thứ ba là 3 giống NA5, CB2 và NA4; nhóm chịu hạn kém nhất gồm 2 giống LC và NA6. Đã khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tự gen LTP của hai giống lúa cạn địa phƣơng Tƣơng Dƣơng - Nghệ An (NA3 và NA6). Gen LTP của giống NA3 có 417 nucleotide mã hóa cho 138 amino acid, gen LTP của giống NA6 có kích thƣớc 420 nucleotide mã hóa cho 139 amino acid. Gen LTP của hai giống lúa cạn NA3 và NA6 đều không có intron. Đã xác định đƣợc sự sai khác ở 12 vị trí nucleotide của gen LTP của giống NA6 so với giống Yukihikari (GenBank-AY466108) và giống NA3. Trong số 139 amino acid đƣợc mã hóa từ gen LTP của giống NA6 thì xác định có 7 vị trí sai khác so với giống Yukihikari và giống NA3. Từ khoá: Chịu hạn, lúa cạn địa phương, LTP gen, prolin, tách dòng. MỞ ĐẦU* Lúa là loại cây trồng rất mẫn cảm với các điều kiện ngoại cảnh và là cây chịu hạn kém [6]. Những yếu tố sinh thái bất lợi tác động lên quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây lúa nhƣ lƣợng mƣa, nhiệt độ, ánh sáng không thuận lợi. Trong đó khô hạn là yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến năng suất của lúa, nó có thể làm giảm tới 70% năng suất cây trồng. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu về lĩnh vực nâng cao năng suất, chất lƣợng và tính chống chịu của cây trồng. Trong đó, các nghiên cứu về tính chịu mất nƣớc ở mức độ phân tử đã đƣợc các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Nghiên cứu tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu hạn bằng công nghệ tế bào thực vật của Nguyễn Thị Tâm (2006) [7]; đánh giá khả năng chịu hạn thông qua hàm lƣợng đƣờng, protein, enzyme trong hạt của của các giống lúa chịu hạn khác nhau của Chu Hoàng Mậu (2005) [4]. Nhiều nhóm gen liên quan đến khả năng chịu mất nƣớc của tế bào đã đƣợc xác định trình tự và công bố bởi một số tác giả [2], [5]. Gen mã hóa LTPs thuộc họ gen pathogenesis – relate, có khả năng tổng hợp protein thúc đẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới * Tel: 0913383289; Email: mauchdhtn@gmail.com màng. LTP còn hỗ trợ việc tạo ra lớp sáp hoặc lớp biểu bì giúp thực vật bảo vệ, phản ứng và đáp ứng lại những thay đổi của môi trƣờng (Kader, 1996) [9]. Ở thực vật chúng không chỉ tham gia vào việc hình thành cutin – có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mô thực vật tránh khỏi sự mất nƣớc và quá trình phát sinh phôi, chúng còn tham gia các phản ứng chống lại các tác nhân gây bệnh ở thực vật và quá trình thích nghi của cây đối với các điều kiện khác nhau của môi trƣờng sống (Kader, 1996) [9]. Khi gặp các điều kiện bất lợi của môi trƣờng các nhân tố nhƣ hormone, các quá trình trao đổi ion, các con đƣờng truyền tín hiệu... sẽ điều khiển gen LTP hoạt động tổng hợp protein và tăng cƣờng vận chuyển phospholipid tới màng, tăng tính bền vững của thành tế bào và khả năng giữ nƣớc của màng nhằm giúp cho cây chống lại điều kiện khô hạn của môi trƣờng. Với mục đích đánh giá một cách có hệ thống về khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn, trong bài báo này, chúng tôi công bố kết quả đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ ba lá và phân lập gen LTP ở hai giống lúa cạn địa phƣơng là Giáng và Nhan khác nhau về khả năng chịu mất nƣớc với mục tiêu tìm hiểu Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 120 mối liên quan giữa những thay đổi trong trình tự gen và trình tự protein với đặc tính chịu mất nƣớc của cây lúa cạn. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Sử dụng 9 giống lúa cạn địa phƣơng làm vật liệu nghiên cứu. Tên địa phƣơng và nguồn gốc đƣợc trình bày ở bảng l. Đánh giá nhanh khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ 3 lá theo phƣơng pháp gây hạn nhân tạo của Lê Trần Bình và cs (1998) [1]. Hàm lƣợng prolin của thân, lá, rễ xác định theo phƣơng pháp của Bates (1973) [8]. Các bộ kit dùng cho phân lập và đọc trình tự gen đƣợc mua từ hãng Fermentas. Tách chiết DNA tổng số theo phƣơng pháp của Gawel và cs (1991). Phản ứng PCR đƣợc thực hiện với cặp mồi LTPrF - LTPrR đƣợc thiết kế dựa trên trình tự cDNA phân lập từ giống lúa Yukihikari (Nhật Bản) đƣợc công bố bởi Masuta và cộng sự (2003) ở GenBank với mã số AY466108 [11], cặp mồi đƣợc tổng hợp tại hãng Invitrogen, trình tự cặp mồi là: LTPrF: 5' ATGGCCGGCAAGAAGGTGC 3' LTPrR: 5' TTAGAGAGGGCAGGTGAAGTC 3' Chu trình nhiệt của phản ứng là 940C trong 3 phút; 35 chu kỳ (940C trong 1 phút, 560C trong 1 phút, 72 0 C trong 1 phút 30 giây) 72 0 C trong 10 phút, 4 0C trong 5 phút và lƣu giữ mẫu ở 40C. Điện di sản phẩm trên gel agarose 1% trong đệm TAE 1X, nhuộm gel bằng ethydium bromide và chụp ảnh. Tách dòng gen đƣợc tiến hành theo Sambrook và Rusell (2001) [ 10]. Sản phẩm PCR đƣợc tinh sạch bằng bộ hóa chất của hãng Bioneer (AccuPrep PCR Purification Kít ) đƣợc dòng hóa vào vector pTZ 57R/T, theo phƣơng pháp dòng hóa TA (TA - cloning) của hãng Invitrogen. Sau đó biến nạp , chọn lọc khuẩn lạc theo cơ chế X -gal và kháng sinh . Sƣ̉ dụng bộ hóa chất tách chiết plasmid tái tổ hợp của hãng Bioneer (AccuPrep™ Plasmid Mini Extraction Kit). Trình tự gen đƣợc xác định trên máy giải trình tự tƣ̣ động (automated sequencer) ABI PRISM 3100 Avant Genetic Analyzer. Sử dụng phần mềm DNAstar để phân tích kết quả. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả so sánh khả năng chịu hạn của các giống lúa Chỉ số chịu hạn tương đối của 9 giống lúa cạn Việc đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa ngoài nƣơng rẫy thƣờng rất khó khăn và hạn chế vì không khống chế đƣợc lƣợng nƣớc tƣới tiêu theo yêu cầu thí nghiệm. Vì vậy để xác định nhanh khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn chúng tôi tiến hành đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ 3 lá theo phƣơng pháp của Lê Trần Bình và cs (1998), dựa trên các chỉ tiêu nhƣ: tỷ lệ cây không héo, tỷ lệ cây hồi phục, tỉ lệ khối lƣợng khô của rễ và thân lá (T), khả năng giữ nƣớc của cây mạ 3 lá sau khi xử lí hạn 3, 5, 7 ngày và nuôi phục hồi. Căn cứ vào kết quả thu đƣợc chúng tôi tính toán để lập ra bảng số liệu về chỉ số chịu hạn tƣơng đối (Sn) của 9 giống lúa cạn địa phƣơng, kết quả đƣợc trình bày trong bảng 2. Bảng 1. Các giống lúa cạn sử dụng làm vật liệu nghiên cứu STT Kí hiệu Tên giống địa phƣơng Nguồn gốc 1 NA1 Bụt Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 2 NA2 Cục Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 3 NA3 Giáng Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 4 NA4 Giòi Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 5 NA5 Màn Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 6 NA6 Nhan Tƣơng Dƣơng - Nghệ An 7 LC Tả Pa Khâu Mƣờng Khƣơng - Lào Cai 8 CB1 Cốc Pàng Bảo Lạc - Cao Bằng 9 CB2 Phan Thanh Bảo Lạc - Cao Bằng Bảng 2. Chỉ số chịu hạn tƣơng đối của 9 giống lúa cạn nghiên cứu Giống Chỉ số chịu hạn Xếp thứ tự NA1 16393,58 1 Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 121 NA2 15234,95 2 NA3 17983,40 1 NA4 12205,48 4 NA5 13388,25 4 NA6 10038,39 5 LC 10809,41 5 CB1 14340,08 3 CB2 13102,64 4 Hình 1. Đồ thị biểu diễn khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn ở giai đoạn mạ Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa thông qua chỉ số chịu hạn tƣơng đối đã chỉ ra rằng hai giống NA3 và NA1 có khả năng chịu hạn tốt nhất, chỉ số chịu hạn tƣơng đối là 17983,40 và 16393,58; tiếp đến là hai giống NA2, CB1, với chỉ số chịu hạn tƣơng đối lần lƣợt là 15234,95 và 14340,08; ba giống NA4, NA5, CB2 xếp thứ ba; hai giống lúa cạn có khả năng chịu hạn kém nhất là NA6 (10038,39) và LC (10809,41). Khả năng chịu hạn của các giống lúa còn đƣợc biểu diễn bằng đồ thị thị hình rada thể hiện sự khác nhau về mức độ chịu hạn (Hình 1). Hình 1 cho thấy giống NA3, NA1 có khả năng chịu hạn tốt nhất (có diện tích hình rada lớn nhất). Giống có khả năng chịu hạn kém nhất là NA6 và LC (diện tích rada nhỏ nhất). Hàm lượng prolin trong cây ở giai đoạn mạ Để tiếp tục đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa nghiên cứu trên cây mạ ba lá, chúng tôi đã tiến hành xác định hàm lƣợng prolin trong điều kiện gây hạn nhân tạo. Trong các chất liên quan đến sự gia tăng áp suất thẩm thấu thì prolin đóng vai trò quan trọng. Hàm lƣợng prolin đƣợc tổng hợp để tham gia điều chỉnh ASTT khi tế bào rơi vào trạng thái mất nƣớc. Theo Chen và Muranta (2002) tính chống chịu của thực vật tăng lên khi đƣợc chuyển các gen mã hóa cho các enzym tham gia vào con đƣờng sinh tổng hợp prolin trong tế bào. Trong điều kiện hạn prolin đƣợc tổng hợp tăng lên và ASTT đƣợc điều chỉnh theo hƣớng tăng, tế bào có thể nhận đƣợc những phân tử nƣớc từ trong đất hoặc không khí. Vì vậy chúng tôi đã phân tích hàm lƣợng prolin của 9 giống lúa cạn ở những giai đoạn chịu hạn khác nhau. Ở các thời điểm sau 5, 7 ngày hạn, hai giống lúa NA3 và NA1 có tỷ lệ tăng hàm lƣợng prolin so với thời điểm trƣớc khi gây hạn là cao nhất, tăng từ 443,42% đến 535,62% (sau 5 ngày hạn) và từ 760,52% đến 824,66% (sau 7 ngày hạn); còn hai giống lúa NA6 và LC có tỷ lệ tăng hàm lƣợng prolin so với thời điểm trƣớc khi gây hạn là thấp nhất, tăng từ 314,13% đến 320,99% (sau 5 ngày hạn) và từ 527,17% đến 538,27% (sau 7 ngày hạn). Nhƣ vậy, rõ ràng có sự liên quan khá chặt chẽ giữa khả năng chịu hạn với hàm lƣợng prolin trong cây mạ. Prolin là một amino acid có vai trò tăng khả năng giữ nƣớc của tế bào. Sự tích lũy prolin trong cây có thể là phản ứng thích nghi chống lại sự thiếu nƣớc. Ở thực vật, khi bị tác động của áp suất thẩm thấu thì sự tích lũy prolin có thể tăng từ 10 đến 100 lần. Nhƣ vậy căn cứ vào chỉ số chịu hạn tƣơng đối và tỷ lệ tăng hàm lƣợng prolin chúng tôi đã xác định đƣợc hai giống lúa NA3, NA1 có khả năng chịu hạn tốt nhất và hai giống lúa NA6 và LC có khả năng chịu hạn kém nhất. Kết quả phân lập gen mã hóa LTP ở hai giống lúa cạn NA3 và NA6 Chúng tôi đã chọn hai giống lúa cạn NA3 (chịu hạn tốt nhất) và NA6 (chịu hạn kém nhất) để so sánh trình tự gen LTP với mục tiêu xác định sự sai khác về trình tự nucleotid và amino acid của gen LTP ở hai giống lúa này. Tiến hành khuếch đại gen LTP bằng phản ứng PCR với cặp mồi LTPrF và LTPrR, kết quả nhân gen đƣợc kiểm tra bằng điện di trên gel agarose 1% và đƣợc thể hiện ở hình 2. Kết quả điện di sản phẩm PCR cho thấy cả hai giống đều thu đƣợc một đoạn DNA duy nhất có kích thƣớc khoảng 0,4 kb. Kết quả 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 % CKH sau 3 ngµy hạn % CHP sau 3 ngµy hạn % CKH sau 5 ngµy hạn % CHP sau 5 ngµy hạn % CKH sau 7 ngµy hạn % CHP sau 7 ngµy hạn T trước hạn (%)T sau 3 ngµy h¹n (%) T sau 5 ngµy h¹n (%) T sau 7 ngµy h¹n (%) KNGN sau hạn 3 ngµy (%) KNGN sau hạn 5 ngµy (%) KNGN sau hạn 7 ngµy (%) NA1 NA2 NA3 NA4 NA5 NA6 LC CB1 CB2 Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 122 này phù hợp với kích thƣớc phân tử của gen LTP mà chúng tôi dự kiến khi thiết kế mồi. Để quá trình biến nạp đạt hiệu quả cao nhất, chúng tôi đã tiến hành tinh sạch (thôi gel) sản phẩm PCR và tiếp tục dòng hóa vào vector pTZ57R/T, sau đó biến nạp vào tế bào khả biến chủng E.coli DH5α và đƣợc cấy trải trên môi trƣờng LB đặc. Tiến hành chọn khuẩn lạc có màu trắng chuyển sang nuôi trong môi trƣờng LB lỏng. Để kiểm tra sản phẩm chọn dòng, chúng tôi lấy dịch nuôi chứa vi khuẩn kiểm tra sản phẩm chọn dòng bằng PCR để xác định khuẩn lạc có mang gen mong muốn. Hình 2. Kết quả điện di gen LTP đƣợc nhân lên bằng kỹ thuật PCR M. Thang DNA chuẩn; 1. NA3; 2. NA6 Kết quả kiểm tra cho thấy kích thƣớc của sản phẩm PCR với mồi pUC vào khoảng 0,52kb (hình 3) đã chứng tỏ gen mã hóa LTP đƣợc biến nạp vào vector và đã chọn đƣợc dòng mang gen LTP. Tế bào tái tổ hợp đƣợc thu lại bằng cách ly tâm và tách chiết plasmid tái tổ hợp. Kiểm tra sản phẩm DNA plasmid bằng enzym giới hạn EcoRI và điện di trên gel agarose 1,0% (Hình 4). Hình 3. Kết quả điện di sản phẩm clony-PCR M. Thang DNA chuẩn 1Kb; 1. NA3; 2. NA6 Hình 4. Kết quả điện di sản phẩm cắt plasmid tái tổ hợp bằng enzym EcoRI M. Thang DNA chuẩn 1kb; 1. NA3; 2. NA6 Để khẳng định chắc chắn kết quả phân lập gen LTP từ hai giống lúa cạn địa phƣơng NA3 và NA6, chúng tôi tiếp tục lấy plasmid tái tổ hợp sau khi đƣợc tinh sạch đi đọc trình tự nucleotide bằng thiết bị phân tích trình tự tự động ABI PRISM 3100 Avant Genetic Analyzer. Kết quả phân tích, so sánh trình tự gen và trình tự amino acid của gen GmDREB5 của hai giống lúa cạn NA3 và NA6 với giống lúa Yukihikari (Nhật Bản) Kết quả phân tích trình tự gen LTP của 2 giống NA3 và NA6, đoạn gen LTP tách dòng đƣợc có kích thƣớc đúng với dự tính trong đó NA3 có chiều dài là 417 nucleotide, NA6 là 420 nucleotide (hình 5). Dựa vào kết quả xác định trình tự gen LTP của NA3 và NA6 chúng tôi so sánh với trình tự của giống Yukihikari đã đƣợc công bố trên Genbank với mã số AY466108, kết quả thống kê các điểm thay đổi nucleotide của gen LTP đƣợc thể hiện trong bảng 3. Từ kết quả thống kê chúng tôi thấy trình tự gen LTP ở hai giống NA3 và Yukihikari đều gồm 417 nucleotide, còn giống NA6 nhiều hơn 3 bp là CGT ở vị trí 39, 40, 41 gồm 420 nucleotide. Mức độ tƣơng đồng về trình tự nucleotide của giống lúa cạn chịu hạn tốt NA3 với Yukihikari là 100%. Giống lúa cạn chịu hạn kém NA6 đạt 98,1% so với hai giống NA3 và Yukihikari, trong đó có sai khác 12 nucleotide lần lƣợt ở các vị trí 31, 37, 39, 40, 41, 45, 48, 52, 55, 58, 61, 263. Trình tự gen LTP của hai giống lúa cạn NA3 và NA6 là những trình tự đƣợc phân lập từ DNA hệ gen so với trình tự gen LTP hoàn chỉnh đƣợc phân lập từ mARN 1 M 2  0,52 kb 0,75 kb 0,5 kb 1 M 2 0,5 kb  2,9 kb  0,4 kb 3,0 kb Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 123 của giống Yukihikari cho thấy trình tự gen LTP mà chúng tôi phân lập và xác định trình tự đều không mang đoạn intron. Kết quả so sánh trình tự amino acid (hình 6) giữa giống NA3 và giống Yukihikari cho thấy không có vị trí sai khác nào, độ tƣơng đồng là 100%. Khi so sánh giống NA3, Yukihikari với NA6 cho thấy có 7 điểm sai khác, trong 7 điểm thay đổi vị trí amino acid thì có ba vị trí chuyển từ Val ở giống NA6 thành Leu ở giống NA3 và Yukihikari ở các vị trí 11, 14 và 19; còn 3 vị trí còn lại của giống NA6 là sự chuyển đổi Met ở vị trí 18 thành Val, ở vị trí 20 Ile  Phe và Ser  Thr ở vị trí 21 so với giống NA3 và Yukihikari. Riêng vị trí 13, NA6 có thêm Val, còn NA3 và Yukihikari không có amino acid Val ở vị trí này. Hình 5. Trình tự gen LTP của giống NA3, NA6 và giống Yukihikari - Nhật Bản Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 124 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| 10 20 30 40 50 60 Yukihikari MAGKKVQVCA LF-LALNVLF TMQMGAVVQA CEPYCPTPTP PVTPPPSPPS GGGNKCPIDA NA3 MAGKKVQVCA LF-LALNVLF TMQMGAVVQA CEPYCPTPTP PVTPPPSPPS GGGNKCPIDA NA6 MAGKKVQVCA VFVVALNMVI SMQMGAVVQA CEPYCPTPTP PVTPPPSPPS GGGNKCPIDA ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| 70 80 90 100 110 120 Yukihikari LKLSVCANVL NLLKLKIGVP ESEQCCPLLG GLVDLDAAVC LCTAIKANIL GINLNIPVDL NA3 LKLSVCANVL NLLKLKIGVP ESEQCCPLLG GLVDLDAAVC LCTAIKANIL GINLNIPVDL NA6 LKLSVCANVL NLLKLKIGVP ESEQCCPLLG GLVDLDAAVC LCTAIKANIL GINLNIPVDL ....|....| ....|.... 130 Yukihikari SLLLNYCHKT CPSDFTCPL NA3 SLLLNYCHKT CPSDFTCPL NA6 SLLLNYCHKT CPSDFTCPL Hình 6. So sánh trình tự amino acid trong protein LTP ở giống lúa cạn NA3, NA6 và Yukihikari - Nhật Bản Bảng 3. Thống kê các nucleotid sai khác giữa giống NA3 với NA6 và Yukihikari-Nhật Bản STT Vị trí Yukihikari NA3 NA6 1 31 C C G 2 37 C C G 3 39 - - C 4 40 - - G 5 41 - - T 6 45 C C T 7 48 C C G 8 52 G G A 9 55 C C G 10 58 T T A 11 61 A A T 12 263 G G T Có thể sự sai khác trình tự nucleotide dẫn đến thay đổi một số amino acid dẫn đến thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp protein, làm tăng quá trình vận chuyển phospholipid tới màng, hỗ trợ việc tạo ra lớp sáp hoặc lớp biểu bì giúp bảo vệ thực vật. Đây có thể là một trong những nguyên nhân làm tăng khả năng chịu hạn của cây lúa cạn. Tuy nhiên, để khẳng định điều này cần nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và sự biểu hiện của protein trên. KẾT LUẬN - Đã xác định đƣợc sự khác biệt về khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn địa phƣơng, thông qua chỉ số chịu hạn tƣơng đối và hàm lƣợng prolin. - Đã khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tự gen LTP của hai giống lúa cạn địa phƣơng Tƣơng Dƣơng - Nghệ An (NA3 và NA6). Gen LTP của giống NA3 có 417 nucleotide mã hóa cho 138 amino acid, gen LTP của giống NA6 có kích thƣớc 420 nucleotide mã hóa cho 139 amino acid. - Trình tự nucleotide của gen LTP ở giống NA6 so với giống Yukihikari (GenBank- AY466108) và giống NA3 có sự sai khác ở 12 vị trí. - So sánh trình tự amino acid trong protein LTP của giống NA3, NA6 và giống Yukihikari cho thấy có 7 vị trí sai khác. LỜI CẢM ƠN: Công trình được thực hiện và hoàn thành với sự hỗ trợ kinh phí của Đề tài Dự án TRIG. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen và chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi của lúa, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội. [2].Ngô Mạnh Dũng, Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Chu Thị Minh Phƣơng (2008). "So sánh khả năng chịu hạn và phân lập gen cystatin liên quan đến tính chịu hạn của một số giống lúa", Tạp chí khoa học và công nghệ, số 3. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 125 [3]. Trần Thị Phƣơng Liên, Lê Thị Thu Hiền, Nguyễn Đăng Tôn, Cao Xuân Hiếu, Ngô Văn Hảo, Lê Thị Muội, Trần Đình Long (2003), Nghiên cứu sự đa dạng của gen chaperolin ở cây đậu tƣơng. Tạp chí Sinh học 25, tr77-82. [4].Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thị Vân Anh (2005), "Khảo sát chất lƣợng hạt và khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phƣơng ở vùng núi phía bắc", Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Số 17. [5].Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thị Thu Hiền (2007), Đánh giá khả năng chịu hạn và tách dòng gen mã hóa protein dehydrin (LEA - 11) của một số giống đậu tƣơng địa phƣơng miền núi. Tạp chí Sinh học 29 (4): 31 - 41. [6].Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả năng chịu hạn và chọn dòng chịu hạn ở lúa bằng công nghệ tế bào thực vật, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện công nghệ sinh học, Hà Nội. [7].Nguyễn Thị Tâm, Bùi Thị Thu Thủy (2006), "Tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu hạn một số giống lúa bằng công nghệ tế bào thực vật", Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Số 17, Tr29-32. [8].Bates L.S. (1973), "Rapid determination of free protein for water-stress studies", Plant and Soil, 39, pp. 205-207. [9].Kader J.C. (1996), "Lipid transfer proteins in plants", Annual Review of Plant Physiology Plant Molecular Biology , 47: 627-654. [10]. Sambrook J., Russell D.W. (2001), Molecular Cloning. A Laboratory Manual. 3 rd Edition, Cold Spring Haror Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY. Mukai, T., Sakaki, T. And Akiyama, T. (2003), A gene coding for putative lipid transfer protein (LTP) is down-regulated by drought stress, ABA and methyl jasmonate in ric. (Oryza sativa L.). Oryza sativa (japonica cultivar-group) lipid transfer protein- like protein (LTP1) mRNA, complete cds. AY466108. SUMMARY THE DIFFERENCE IN DROUGHT TOLERANCE AND LTP (LIPID TRANSFER PROTEIN) GENE SEQUENCES OF SOME LOCAL UPLAND RICE CULTIVARS Nguyen Tra My 2 , Nguyen Thi Ngoc Lan 2 , Nguyen Vu Thanh Thanh 3 , Chu Hoang Mau 1* , 1Thai Nguyen University, 2College of Education – TNU, 3College of Science – TNU The drought has negative influence on most of the development stages of rice plant, especially for seedling stage. One of the genes involved in drought tolerance of rice is LTP. When drought happened, LTP has been synthesised to accelerate the process phospholipid transport to membrane, support the creation of wax or cuticle protects plants before the drought stress. This paper discussed the results of research on drought tolerance of upland rice cultivars through the determination of relative drought indices and the rate of increase of prolin content. The drought tolerance of nine upland rice cultivars in seedlings stage might be classified into four different groups on drought resistant. The best drought tolerance group had two cultivars: NA3 and NA1, followed by the group with two cultivars NA2 and CB1; The third included three cultivars: NA5, CB2 and NA4; and the lowest drought-resistant group consisted of two cultivars: NA6, LC. Amplified, cloning successfully and identified the LTP gene sequence of two varieties of local upland rice Tuong Duong - Nghe An (NA3 and NA6). LTP gene of NA3 had 417 nucleotides, encoding 138 amino acid, size of LTP gene of NA6 is 420 nucleotides, encoding 139 amino acids. LTP genes of two NA6 and NA3 upland rice varieties have no introns. When compared with similar sequences of LTP gene of Yukihikari was published in the GenBank identification numbers AY466108 and the level of similarity in nucleotide sequence of LTP gene of the upland rice cultivars from 98.1% to 100%. However, have identified differences in 12 nucleotide positions of LTP gene of NA6 compared with NA3 and Yukihikari (GenBank-AY466108). Of the 139 amino acids encoded by LTP gene of NA6 is determined to be 7 positions varying compared with the NA3 and Yukihikari. Key wods: Drought, gene cloning, local upland rice, LTP gene, prolin. * Tel: 0913383289; Email: mauchdhtn@gmail.com